利用地磁场及数字图像处理技术测量金属剪切模量开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

金属材料的剪切模量是评估其力学性能的关键指标之一，广泛应用于航空航天、机械制造、土木工程等领域。

传统剪切模量测量方法，如拉伸试验、扭转试验等，存在操作复杂、效率低、对样品尺寸要求高等局限性。

因此，探索高效、便捷、非接触式的剪切模量测量方法具有重要的现实意义。

2. 本选题国内外研究状况综述

金属材料力学性能的测量方法一直是工程领域的研究热点。

近年来，随着传感器技术、图像处理技术和人工智能技术的快速发展，越来越多的新型测量方法被提出并应用于实际工程中。

国内研究现状国内学者在利用视觉方法测量材料力学性能方面开展了大量研究。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题的主要内容包括以下几个方面：
1.地磁场与金属材料相互作用机理研究:分析地磁场对不同金属材料的影响，研究金属材料在磁场作用下的感应磁矩变化规律，以及由此产生的微弱形变。

2.数字图像处理技术在微小形变测量中的应用:研究高分辨率相机采集金属材料形变图像的方法，以及图像预处理、特征提取、形变量计算等关键技术，提高测量精度和稳定性。

3.剪切模量测量模型的建立:基于地磁场与金属材料相互作用机理，结合数字图像处理技术，建立金属材料剪切模量与形变量之间的数学模型，并通过实验数据进行验证和修正。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、实验验证和数值模拟相结合的方法，逐步推进研究工作，具体步骤如下：
1.理论研究阶段:深入研究地磁场与金属材料相互作用机理，分析金属材料在磁场作用下的受力变形情况，推导剪切模量与形变量之间的理论关系式，为后续实验设计和数据分析提供理论基础。

2.实验设计与平台搭建阶段:设计合理的实验方案，选择合适的实验材料和仪器设备，搭建稳定可靠的实验平台，包括地磁场模拟装置、高精度图像采集系统、数据处理系统等，确保实验数据的准确性和可靠性。

3.图像处理算法开发与优化阶段:研究适用于本课题的图像预处理算法，消除图像噪声和干扰因素，提取金属材料形变特征，开发高精度的形变量计算算法，提高测量精度和稳定性。

5. 研究的创新点

本研究的创新点主要体现在以下几个方面：
1.方法创新:本研究将地磁场与数字图像处理技术相结合，探索一种全新的金属剪切模量测量方法，为金属材料力学性能测量提供一种新的思路和方法。

2.技术创新:本研究将开发基于数字图像处理的微小形变测量技术，实现对金属材料微弱形变的高精度测量，提高测量精度和灵敏度。

3.应用创新:本研究成果有望应用于实际工程领域，为金属材料的无损检测、质量评估等提供一种高效、便捷、低成本的解决方案。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 王晓峰, 刘宏伟, 王立, 等. 基于机器视觉技术的材料表面缺陷检测方法综述[j]. 电子测量与仪器学报, 2021, 35(1): 1-14.

[2] 张强, 杨建国, 彭宇, 等. 基于机器视觉技术的材料力学性能测试研究进展[j]. 力学进展, 2020, 50(2): 225-243.

[3] 赵志峰, 张晓辉, 张金玲, 等. 基于数字图像相关法的材料力学性能测试技术研究进展[j]. 力学与实践, 2019, 41(2): 129-137, 147.